Mikroskobik kanıtlara göre magma patlamalar sırasında tekrar tekrar kırılıyor ve iyileşiyor

Patlayıcı volkanik patlamalar, tahmin edilmesi zor olduğu kadar yıkıcı da olabilir; piroklastları (bir yanardağdan püsküren magma ve kaya parçaları) havaya ve çevredeki alanlara fırlatır. Bu parçacıklar, bu yaz İtalya’daki Etna Dağı’nın patlaması sırasında yakındaki Catania kentinin üzerine kül düştüğünde ve uluslararası havaalanının haftalarca kapalı kaldığında görüldüğü gibi geniş kapsamlı etkilere sahip olabilir. Patlayan piroklastların boyutu, ne kadar uzağa gittiklerini ve oluşturdukları tehlikeleri belirlemeye yardımcı olur. Ancak tam olarak nasıl ve nerede oluştukları tam olarak anlaşılamamıştır.

İtalya’daki Istituto Nazionale di Geofisica e Vulcanologia’dan volkanolog Jacopo Taddeucci, “Hava trafiğini aksatıyorlar, yol trafiğini aksatıyorlar ve sonra yine de onları kaldırmanız gerekiyor ve yine de bunları temizlemeniz ve mahsuller, bitkiler, genel olarak bitki örtüsü ve yaban hayatı üzerindeki etkilerini görmeniz gerekiyor” diyor. “Bu parçacıkların nasıl oluştuğunu anlamak önemlidir, çünkü bu onların özelliklerini kontrol eder.”

Yayınlanan bir çalışma JeolojiTaddeucci liderliğindeki araştırma, piroklastları oluşturan parçalanma sürecinin, basitleştirilmiş patlama modellerinin sıklıkla varsayıldığından daha kapsamlı olduğunu gösteriyor. Ekip, taramalı elektron mikroskobu (SEM) ve X-ışını mikrotomografisini kullanarak, üç mafik veya bazaltik volkandaki (İtalya’daki Etna ve Stromboli ve İspanya’daki Cumbre Vieja) piroklastları analiz etti ve bunların mikroskobik dokularını, patlamanın farklı aşamaları sırasındaki oluşum koşullarıyla ilişkilendirdi.

Taddeucci ve meslektaşları, kırık kristaller, dikişler ve birleşmiş parçalar da dahil olmak üzere mikro dokuları tanımlayıp ölçerek, parçalanmanın tek bir derinlik ve an yerine birkaç aşamada meydana geldiğini buldu. Taddeucci, “Bu süreç uzay ve zamanda tek bir noktada gerçekleşmiyor, ancak uzun sürüyor” diyor. “Bu, yanardağın içinden dışına kadar uzanan bir zaman aralığını ve uzayı kapsayan bir şey.”

Bilim insanları, bombalar ve lapillilerin havada parçalanması da dahil olmak üzere, yanardağların dışında çok sayıda parçalanma olayını zaten gözlemlemişti. Bu çalışma, parçalanmanın doğrudan gözlemlenemediği bir yanardağ içinde de devam ettiğine dair ilk mikro dokusal kanıtı sağlıyor.

Ekip ayrıca, son parçacık boyutunun kontrol edilmesinde çatlak iyileşmesinin ve piroklastların birbirine kaynaklanmasının parçalanma kadar önemli olabileceğini gösterdi. Taddeucci, “Yalnızca magmanın kırılmasının parçacıkların boyutunu kontrol etmekle kalmayıp, aynı zamanda farklı parçacıkların kırıldıktan sonra birbirine yapışabileceği gerçeğini de kontrol ettiğine dair giderek daha fazla kanıt elde ediyoruz” diyor. Parçacık boyutu piroklastların nasıl dağıldığını etkilediğinden, bu bulgu bilgisayar patlama modellerinde kullanılan varsayımları iyileştirebilir.

Aynı mikro dokuların bu yaz Etna’daki patlamada ortaya çıkan ürünlerde de görünüp görünmeyeceği sorulduğunda Taddeucci tereddüt etmedi: “Ah, evet, elbette” diyor. “Doğada patlayıcı olan bazaltik patlamaların çoğu bu tür özellikleri üretecektir.”

Mikro dokular aynı zamanda geçmiş patlamalardan kalan kayalarda da korunabilir, bu da araştırmacılara daha önceki parçalanma koşullarını yeniden yapılandırma ve gelecekteki patlama modellerini geliştirme yolu sunar. Taddeucci, “Bu, depremler veya pek iyi bir kayıt bırakmayan diğer felaketler açısından sahip olduğumuz büyük bir avantaj” diyor.

Taddeucci ayrıca işin işbirlikçi doğasını da vurguluyor. Farklı volkanlar ve ülkelerdeki patlamaları karşılaştırmanın, yalnızca gözlemevleri ve kurumlardaki meslektaşlarla, aralarında gazetenin resmi ortak yazar listesinin ötesindeki araştırmacıların da bulunduğu işbirliğiyle mümkün olabileceğini belirtiyor.